Rekombinant humaninsulin är ett kommersiellt hormon som används för att behandla patienter som lider av diabetes. Insulin, som normalt produceras i bukspottkörteln, tjänar till att reglera blodsockret. Det fungerar genom att tillåta socker i blodet att passera in i kroppens celler så att cellerna kan använda det för energi. Om en patient är diabetiker och inte kan producera insulin, kommer nivåerna av socker i blodet att bli förhöjda, vilket kan orsaka allvarliga hälsoproblem. Insulin måste sedan injiceras dagligen för att hålla en konstant blodsockernivå.
Insulin kan extraheras från grisar eller kor och renas för användning på människor. Nötkreatursinsulin från kor skiljer sig från humaninsulin med tre aminosyror, medan svininsulin från grisar endast skiljer sig från humaninsulin med en aminosyra. Vissa diabetespatienter kan utveckla en allergisk reaktion mot insulin från djur om kroppen känner igen det som främmande. Rekombinant humaninsulin som produceras i laboratoriet är identisk med det hormon som produceras naturligt och orsakar vanligtvis inte en allergisk reaktion.
Rekombinant deoxiribonukleinsyra (DNA)-teknologi har gjort det möjligt för forskare att gå bort från djurextraherat insulin och utveckla en teknik för att göra rekombinant humant insulin. Insulin består av två kedjor av aminosyror som är kopplade till en liten proteinmolekyl. Rekombinant humant insulin syntetiseras genom att infoga DNA från varje insulinkedja separat i DNA från försvagade icke-infektiösa stammar av bakterien Escherichia coli – mer känd som E. coli.
Bakterierna genomgår sedan många celldelningscykler och kan producera många kopior av var och en av insulinkedjorna. Individuella kedjor av insulinmolekylen extraheras från bakterierna och renas. De två kedjorna som utgör hela insulinmolekylen blandas sedan och tillåts binda till varandra.
Rekombinant humant insulin kan också odlas i jästceller. Jästceller kan utsöndra den kompletta insulinmolekylen som innehåller båda kedjorna som redan är bundna till varandra. Detta är en förbättring jämfört med E.coli-produktionen eftersom det eliminerar det extra steget att blanda två kedjor tillsammans.
När väl den fullständiga rekombinanta humaninsulinmolekylen har renats, kan andra strukturella förändringar göras för att förbättra molekylens funktion. Att ersätta en aminosyra i en viss position i molekylen kan resultera i ett insulinpreparat som är antingen snabbverkande eller långverkande. Dessa kallas insulinanaloger, och de kan förbli aktiva under olika lång tid i kroppen. Detta ger läkaren och patienten flexibilitet att utforma ett insulinbehandlingsprotokoll baserat på livsstil.